Chemie-Nobelpreis für Erforschung der Reparatur-Sets des Erbguts
Ihre Erkenntnisse hätten “grundlegendes Wissen über das Funktionieren lebender Zellen” geliefert, hieß es in der Jury-Begründung.
BREAKING NEWS The 2015 #NobelPrize in Chemistry is awarded to Tomas Lindahl, Paul Modrich and Aziz Sancar: pic.twitter.com/mlgE5R2ZFc
— The Nobel Prize (@NobelPrize) 7. Oktober 2015
Als “längst überfällig” bezeichnete der Genetiker Franz Klein von den Max F. Perutz Laboratories in Wien, die Vergabe des Nobelpreises in diesem Forschungsfeld. “Das Leben, wie wir es heute kennen, ist vollständig abhängig von DNA-Reparaturmechanismen”, erklärte die Chefin der Nobel-Jury, Sara Snogerup Linse. Dementsprechend weitreichend seien die Konsequenzen aus den Entdeckungen der drei Biochemiker, denen der heuer mit 850.000 Euro dotierte Preis zu gleichen Teilen zuerkannt wurde, beispielsweise für die Entwicklung neuer Krebstherapien.
Die DNA, also der aus einer Abfolge spezieller Basenpaare in Form einer Doppelhelix aufgebaute Bauplan des Lebens, ist nicht so stabil, wie lange Zeit vermutet. Durch UV-Strahlung oder Radioaktivität oder bei jeder Zellteilung können Fehler auftreten.
“Ich fühle mich sehr glücklich und bin stolz darauf, heute ausgewählt worden zu sein”, erklärte Lindahl in einer ersten Reaktion. Er begann in den 1960er Jahren mit Untersuchungen der DNA und konnte zeigen, dass die DNA auch innerhalb der schützenden Zelle einem langsamen aber bemerkbaren Verfall unterliegt und jeden Tag potenziell schweren Beschädigungen ausgesetzt ist. Davor ging die Forschung davon aus, dass die Erbsubstanz sehr widerstandsfähig ist.
Bei der von Lindahl entdeckten “Basenexzisionsreparatur” (BER) werden Fehler an einzelnen “DNA-Buchstaben” behoben: Einzelne Basen, die etwa durch den Verlust oder das Anheften von chemischen Gruppen beschädigt wurden, werden durch Eiweißstoffe erkannt, herausgeschnitten (Excision), und durch intakte Basen ersetzt.
Sancar setzte sich mit der Arbeitsweise von Enzymen auseinander, die UV-Schädigungen der Erbsubstanz beheben, die sogenannte “Nukleotidexzisionsreparatur”. Dabei werden “Buckel” in der DNA korrigiert, die entstehen, wenn DNA-Basen vom selben Strang aneinander binden, anstatt jeweils mit ihren Partnern am gegenüberliegenden DNA-Strang ein Paar zu bilden. Bei der Korrektur werden längere DNA-Stücke des missratenen Stranges herausgeschnitten und die Lücke wieder aufgefüllt.
Der im Südosten der Türkei geborene Wissenschafter ist der erste Empfänger eines wissenschaftlichen Nobelpreises seines Landes. Sancars Eltern waren Analphabeten. Er selbst ging früh in die USA, wo er noch immer forscht. In der Türkei werde er immer wieder gefragt, “wann ich denn endlich den Nobelpreis gewinnen werde, also bin ich auch sehr glücklich für mein Land”, sagte Sancar.
Modrich konzentrierte sich auf die Abläufe bei der Zellteilung. Er konnte Schritt für Schritt aufklären, welche Enzyme an der von ihm entdeckten “DNA-Mismatch-Reparatur” beteiligt sind und wie diese detailliert abläuft. Sie kommt zum Einsatz, wenn beim Kopieren der DNA Abschreibfehler passieren und die beiden Basen auf den gegenüberliegenden Strängen nicht zueinander passen.
Zunächst müssen die “Einsatzkräfte” dieses Korrektursystems erkennen, welcher Strang die Vorlage, und welcher die schlechte Kopie ist. Dies funktioniert anhand von Markierungen am älteren DNA-Strang. Dann wird ein Teil der fehlerhaften Stelle aufgetrennt, die Lücke wieder geschlossen und so ein fehlerfreier Doppelstrang gebildet. Dieses System arbeitet so effektiv, dass ihm lediglich einer von etwa tausend Fehlern, die bei der Verdoppelung der DNA entstehen, durch die Lappen geht.
Ohne die von den Preisträgern entdeckten Mechanismen würde sich das Erbgut in kürzester Zeit derart verändern, dass komplexes Leben unmöglich wäre. “Innerhalb der Forschung zur DNA-Reparatur und -Wartung entspricht der Bereich der drei Nobelpreisträger etwa zehn Prozent”, erklärte Klein die aktuellen Dimensionen des gesamten Forschungsgebiets. Die Erkenntnisse aus diesem Feld sind nach Ansicht des Genetikers den Medizinern noch zu wenig bekannt, was sich durch die Auszeichnung nun ändern sollte. Anwendungsmöglichkeiten gäbe es zum Beispiel im Kampf gegen Krebs.
Der Preis wird am 10. Dezember, am Todestag des 1896 gestorbenen Preisstifters, verliehen. (APA)
